Los astrónomos ahora descubren rutinariamente planetas que orbitan alrededor de estrellas fuera del sistema solar – se llaman exoplanetas. Pero en el verano de 2022, los equipos que trabajan en el proyecto de la NASA Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito ha encontrado unos cuantos planetas especialmente interesantes que orbitan en las zonas habitables de sus estrellas madre.

Un planeta es 30 por ciento más grande que la Tierra y orbita su estrella en menos de tres días. El otro es 70 por ciento más grande que la Tierra y podría albergar un océano profundo. Estos dos exoplanetas son super-Tierras -más masivo que la Tierra pero más pequeño que los gigantes de hielo como Urano y Neptuno.

Soy un profesor de astronomía que estudia los núcleos galácticos, las galaxias lejanas, astrobiología y exoplanetas . Sigo de cerca la búsqueda de planetas que puedan albergar vida.

La Tierra sigue siendo el único lugar del universo del que los científicos saben que alberga vida. Parecería lógico centrar la búsqueda de vida en los clones de la Tierra… planetas con propiedades cercanas a las de la Tierra . Pero la investigación ha demostrado que la mejor oportunidad que tienen los astrónomos de encontrar vida en otro planeta es probablemente en una supertierra similar a las encontradas recientemente.

Una imagen que muestra la Tierra y Neptuno con un planeta de tamaño medio en medio.
Una supertierra es cualquier planeta rocoso más grande que la Tierra y más pequeño que Neptuno. Crédito de la imagen: Aldaron, CC BY-SA

Común y fácil de encontrar

La mayoría de las supertierras orbitan alrededor de estrellas enanas frías, que tienen menos masa y viven mucho más tiempo que el Sol. Hay cientos de estrellas enanas frías por cada estrella como el Sol, y los científicos han encontrado super-Tierras orbitando 40 por ciento de las enanas frías que han observado. Usando ese número, los astrónomos estiman que hay decenas de miles de millones de super-Tierras en zonas habitables donde puede existir agua líquida sólo en la Vía Láctea. Dado que toda la vida en la Tierra utiliza agua, se cree que el agua es fundamental para la habitabilidad.

Según las proyecciones actuales, alrededor de un un tercio de todos los exoplanetas son supertierras, lo que las convierte en el tipo de exoplaneta más común de la Vía Láctea. El más cercano es sólo a seis años luz de distancia de la Tierra. Incluso se podría decir que nuestro sistema solar es inusual ya que no tiene un planeta con una masa entre la de la Tierra y Neptuno.

Otra razón por la que las supertierras son objetivos ideales en la búsqueda de vida es que son mucho más fáciles de detectar y estudiar que los planetas del tamaño de la Tierra. Los astrónomos utilizan dos métodos para detectar exoplanetas. Uno busca el efecto gravitatorio de un planeta sobre su estrella madre y el otro busca una breve atenuación de la luz de una estrella cuando el planeta pasa por delante de ella. Ambos métodos de detección son más fáciles con un planeta más grande.

Las supertierras son superhabitables

Hace más de 300 años, el filósofo alemán Gottfried Wilhelm Leibniz afirmó que la Tierra era el « el mejor de los mundos posibles .» El argumento de Leibniz pretendía abordar la cuestión de por qué existe el mal, pero los astrobiólogos modernos han explorado una cuestión similar al preguntarse qué hace que un planeta sea hospitalario para la vida. Resulta que la Tierra no es el mejor de los mundos posibles.

Debido a la actividad tectónica de la Tierra y a los cambios en el brillo del sol, el clima ha variado a lo largo del tiempo desde el calor que hierve en los océanos hasta el frío que se extiende por todo el planeta. La Tierra ha sido inhabitable para los seres humanos y otras criaturas mayores durante la mayor parte de sus 4.500 millones de años de historia. Las simulaciones sugieren que a largo plazo la habitabilidad de la Tierra no era inevitable sino que fue una cuestión de azar. Los humanos son literalmente afortunados de estar vivos.

Los investigadores han ideado una lista de los atributos que hacen que un planeta sea muy propicio para la vida. Los planetas más grandes tienen más probabilidades de ser geológicamente activos, una característica que los científicos creen que promover la evolución biológica . Así, el planeta más habitable tendría aproximadamente el doble de masa que la Tierra y sería entre un 20 y un 30 por ciento más grande en volumen. También tendría océanos lo suficientemente poco profundos como para que la luz estimule la vida hasta el fondo del mar y una temperatura media de 77 grados Fahrenheit (25 grados Celsius). Tendría una atmósfera más gruesa que la de la Tierra que actuaría como manta aislante. Por último, dicho planeta orbitaría alrededor de una estrella más antigua que el sol para que la vida tuviera más tiempo para desarrollarse, y tendría un fuerte campo magnético que protege contra la radiación cósmica . Los científicos creen que estos atributos combinados harán que un planeta sea súper habitable.

Por definición, las supertierras tienen muchos de los atributos de un planeta superhabitable. Hasta la fecha, los astrónomos han descubierto dos docenas de exoplanetas supertierra que son, si no el mejor de los mundos posibles, teóricamente más habitables que la Tierra.

Recientemente, se ha producido una emocionante adición al inventario de planetas habitables. Los astrónomos han comenzó a descubrir exoplanetas que han sido expulsados de sus sistemas estelares y podría haber miles de millones de ellos vagando por la Vía Láctea. Si una supertierra es expulsada de su sistema estelar y tiene una atmósfera densa y una superficie acuosa, podría mantener la vida durante decenas de miles de millones de años …mucho más tiempo del que la vida en la Tierra podría persistir antes de que el sol muera.

Detección de vida en las supertierras

Para detectar vida en exoplanetas lejanos, los astrónomos buscarán biofirmas, subproductos de la biología que son detectables en la atmósfera de un planeta.

La NASA Telescopio espacial James Webb fue diseñado antes de que los astrónomos descubrieran exoplanetas, por lo que el telescopio no está optimizado para la investigación de exoplanetas. Pero es capaz de hacer algo de esta ciencia y está programado para apuntan a dos supertierras potencialmente habitables en su primer año de funcionamiento. Otro conjunto de super-Tierras con océanos masivos descubiertos en los últimos años, así como los planetas descubiertos este verano, también son objetivos convincentes para James Webb .

Pero las mejores posibilidades de encontrar señales de vida en atmósferas de exoplanetas vendrá con la próxima generación de telescopios terrestres gigantes: el Telescopio extremadamente grande de 39 metros El Telescopio de treinta metros, y el Telescopio Gigante Magallanes de 24,5 metros . Todos estos telescopios están en construcción y empezarán a recoger datos a finales de la década.

Los astrónomos saben que los ingredientes para la vida están ahí fuera, pero habitable no significa habitado. Hasta que los investigadores encuentren pruebas de vida en otros lugares, es posible que la vida en la Tierra haya sido un accidente único. Aunque hay muchas razones por las que un mundo habitable no tendría señales de vida Si, en los próximos años, los astrónomos observan estas supertierras habitables y no encuentran nada, la humanidad podría verse obligada a concluir que el universo es un lugar solitario.La conversación

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Crédito de la imagen: NASA Ames/JPL-CalTech